package com.sjf.day02.Stack;

/**
 * 字符串表达式计算器
 *
 * @author <huangtang>
 * @since 2021/12/22 15:31
 **/
public class Calculator {

    public static void main(String[] args) {
        String expression="6*6-6*6";
        //创建两个栈，数栈，符号栈
        ArrayStack2 numStack = new ArrayStack2(10);
        ArrayStack2 operStack = new ArrayStack2(10);
        int index=0;//用于扫描表达式
        int num1=0;
        int num2=0;
        int res=0;
        int oper=0;
        char ch=' '; //每次扫描的char保存到ch中
        String keepNum="";//拼接多位数
        //while循环扫描表达式
        while(true){
            ch = expression.substring(index,index+1).charAt(0);
            //判断ch
            if(operStack.isOper(ch)){//如果是运算符，判断是否为空
                //判断符号栈是否为空
                if(!operStack.isEmpty()){
                    //不为空，则判断当前符号和栈中符号进行优先级比较
                    if(operStack.priority(ch) <= operStack.priority(operStack.peek())){
                        //如果当前运算符优先级小于栈顶运算符优先级
                        //则从数栈弹出两个数，符号栈弹出一个数
                        num1 = numStack.pop();
                        num2 = numStack.pop();
                        oper = operStack.pop();
                        res = numStack.cal(num1,num2,oper);
                        //把运算结果push进数栈
                        numStack.push(res);
                        //把当前符号入符号栈
                        operStack.push(ch);
                    }else{
                        //如果当前运算符优先级大于栈顶运算符优先级
                        operStack.push(ch);
                    }
                }else{
                    //如果为空直接入符号栈
                    operStack.push(ch);
                }
            }else{
                //当处理多位数时，只能取到第一位数，所以又Bug
                //通过字符串拼接的方式
                keepNum += ch;
                //当ch是最后一个字符时，则直接入栈，防止下面index+2爆出NPE
                if(index == expression.length()-1) {
                    numStack.push(Integer.parseInt(String.valueOf(keepNum)));
                }else{
                    //判断下一个数是不是数字，如果是数字则继续扫描，如果是符号，则直接入栈
                    if(operStack.isOper(expression.substring(index+1,index+2).charAt(0))){
                        numStack.push(Integer.parseInt(String.valueOf(keepNum))); //此对对char转int有ASCII码差
                        keepNum = ""; //操作完后对其清空
                    }
                }
            }
            index++;//扫描索引+1
            if(index==expression.length()){
                //如果index扫描完了，就退出循环
                break;
            }
        }
        //当表达式扫描完毕，就顺序从数栈和符号栈中取出相应数和符号，并运行
        while(true){
            //如果符号栈为空，则计算到最后结果，直接弹出数栈就是结果
            if (operStack.isEmpty()) {
                break;
            }
            num1 = numStack.pop();
            num2 = numStack.pop();
            oper = operStack.pop();
            res = numStack.cal(num1,num2,oper);
            numStack.push(res);
        }
        System.out.printf("表达式 %s = %d",expression,numStack.pop());
    }


}


class ArrayStack2{
    private int maxSize;//栈大小
    public int top=-1;//指向栈顶元素
    public int[] stack;//数组模拟栈

    public ArrayStack2(int maxSize){
        this.maxSize = maxSize;//对数组作初始化
        stack = new int[maxSize];
    }

    /**
     * 返回栈顶元素，不弹出
     * @return
     */
    public int peek(){
        return stack[top];
    }

    /**
     * 遍历栈
     */
    public void list(){
        if(isEmpty()){
            System.out.println("栈空，没有数");
            return;
        }
        for (int i = top; i >=0 ; i--) {
            System.out.println(i+"："+stack[i]);
        }
    }

    /**
     * 入栈
     * @param value 入栈的值
     */
    public void push(int value){
        if(isFull()){
            System.out.println("栈满，不能入栈");
            return;
        }
        stack[++top] = value ;//栈顶指针前移后，赋值
    }

    /**
     * 出栈
     * @return 返回栈顶的数据
     */
    public int pop(){
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("栈为空");
        }
        return stack[top--];//取值后，栈顶指针-1

    }

    /**
     * 判断栈是否满
     * @return
     */
    public boolean isFull(){
        return top == maxSize-1;
    }

    /**
     * 判断栈是否为空
     * @return
     */
    public boolean isEmpty(){
        return top == -1;
    }

    /**
     * 返回运算符的优先级，数值越大，优先级越高
     * @param oper 运算符
     * @return
     */
    public int priority(int oper){
        if(oper == '*' || oper == '/'){
            return 1;
        }else if(oper == '+' || oper == '-'){
            return 0;
        }else {
            return -1;
        }
    }

    /**
     * 判断是不是一个运算符
     */
    public boolean isOper(char val){
        return val=='+'||val=='-'||val=='*'||val=='/';
    }

    /**
     * 计算代码
     * @param num1 先弹出的数
     * @param num2 后弹出的数
     * @param oper 运算符
     * @return
     */
    public int cal(int num1,int num2,int oper){
        int res = 0;//存放计算结果
        switch (oper){
            case '+':
                res = num1 + num2;
                break;
            case '-':
                res = num2 - num1;//注意顺序，后弹出栈的减先弹出的
                break;
            case '*':
                res = num1 * num2;
                break;
            case '/':
                res = num2 / num1;
                break;
        }
        return res;
    }

}

